Elektroničko rasipanje topline u energetskoj opremi
Moderna električna elektronička oprema ubrzano se razvija prema visokoj integraciji, montaži velike gustoće i velikoj brzini rada. Kao jezgra električne elektroničke opreme, čip radi sve brže i brže, troši sve više snage i emitira sve više topline. Ako kapacitet rasipanja topline uređaja nije jak, rasipanje snage uzrokovat će porast temperature aktivnog područja čipa i temperature spoja u uređaju.
Brzina kvara komponenti ima eksponencijalni odnos s njihovom temperaturom spoja, a performanse se smanjuju s povećanjem temperature spoja. Stopa kvara povećava se za dva puta na svakih 10 °C povećanja radne temperature komponenti.
Stoga je, kako bi se poboljšala radna učinkovitost i pouzdanost elektroničke opreme za napajanje, potrebno i hitnije provesti razumno toplinsko projektiranje elektroničke opreme i poduzeti razumne vanjske mjere rasipanja topline. Trenutno, uobičajene tehnologije rasipanja topline električne elektroničke opreme uključuju hlađenje zraka, tekuće hlađenje, tehnologiju toplinskih cijevi itd.
Zračno hlađenje:
Korištenje zračno hlađene hladnjake za hlađenje elektroničkih čipova najjednostavnija je, najizravnija i najniža metoda rasipanja topline. Općenito govoreći, tehnologija hlađenja zraka ili prisilnog hlađenja zraka uglavnom se koristi u uređajima ili elektroničkoj opremi s niskom ili srednjom potrošnjom energije. Trenutno se koriste napredni ventilatori i optimizirani toplinski sudoperi velikih površina, Kapacitet hlađenja tehnologije hlađenja zraka može doseći 50W · cm-2. Princip zračno hlađenog hladnjaka je vrlo jednostavan: toplina koju čip raspršuje prenosi se na metalnu podlogu kroz materijale za lijepljenje, a zatim u hladnjak, Toplina se raspršuje u zrak prirodnom konvekcijom ili prisilnom konvekcijom. Provodljivost i konvekcija dvije su glavne metode prijenosa topline. Za prijenos topline koju čip raspršuje u atmosfersko okruženje u dopuštenim temperaturnim uvjetima, mogu se usvojiti sljedeće metode za jačanje provođenja i konvekcijskog rasipanja topline.
Tekuće hlađenje:
Tekuće hlađenje naziva se i vodeno hlađenje. Njegova učinkovitost rasipanja topline je visoka, njegova toplinska vodljivost je više od 20 puta veća od tradicionalnog hlađenja zraka, a nema visoke buke hlađenja zraka, što može bolje riješiti probleme hlađenja i smanjenja buke. Uređaj za rasipanje topline tekućeg hlađenja može se grubo podijeliti na četiri dijela: mikro pumpa za vodu, cirkulirajuća cijev, kutija za apsorpciju topline i hladnjak. Princip rasipanja topline vodenog hlađenja je vrlo jednostavan. Rasipanje topline vodenog hlađenja je zatvoreni uređaj za cirkulaciju tekućine, Kroz snagu koju generira crpka potiče se cirkulacija tekućine u zatvorenom sustavu, a toplina koju generira čip apsorbira kutija za apsorpciju topline dovodi se do uređaja za rasipanje topline s većim prostorom za rasipanje topline kroz cirkulaciju tekućine. Ohlađena tekućina ponovno se vraća u opremu za apsorpciju topline radi kontinuiranog cirkuliranja rasipanja topline.
Tehnologija toplinske cijevi:
Toplinska cijev je element izmjene topline s visokom učinkovitošću prijenosa topline. Prijenos topline između hladnih i vrućih tekućina povezan je s procesom fazne promjene isparavanja i kondenzacije radnog medija u toplinskoj cijevi. Njegova ekvivalentna toplinska vodljivost može doseći 103 ~ 104 puta veću od metalne. U usporedbi s tradicionalnom opremom za rasipanje topline, toplinska cijev ne mora trošiti energiju, ima malu veličinu prostora i veliki kapacitet hlađenja, Prijenos topline po jedinici površine je visok. Kao učinkovit element za provođenje topline, toplinska cijev je pogodna za rasipanje topline pod visokim toplinskim tokom i može se koristiti za elektroničke komponente za postizanje visoke stope izvoza topline. Trenutno je maksimalna snaga rasipanja topline poznatog radijatora toplinske cijevi za rasipanje topline elektroničkih komponenti velike snage dosegla 200W · cm-2.
Različita rješenja za rasipanje topline imaju različite prednosti i nedostatke. U praktičnoj primjeni potrebno je odabrati raznolike metode rasipanja topline prema potrebama energetske opreme . Samo na taj način elektronička oprema može dati punu igru svojim maksimalnim performansama i stabilnom vijeku trajanja.
